Gold ist in gleich mehrerer Hinsicht ein ungewöhnliches Metall. Denn es verweigert fast alle chemischen Reaktionen, zeigt einen selbst unter Metallen einzigartigen Glanz und ist so formbar und dabei beständig wie kein anderes Element. Unter anderem deshalb galt dieses Edelmetall schon bei unseren Vorfahren als “Element der Götter”. Doch auch in der modernen Zeit hat sich Gold als besonders nützlich erwiesen. In der Medizin dienen Gold-Nanopartikel als Vehikel für Wirkstoffe und als Akteure gegen Tumore. In der Elektronik wird Nanogold für die Wärmeabsorption und als Elektroden eingesetzt und in der Chemie fungieren Gold-Nanopartikel als Katalysatoren für verschiedenste Reaktionen. Das Wirksame hierbei ist vor allem die große Oberfläche dieser Partikel, denn nur die oberflächlichen Goldatome entfalten die physikalischen und chemischen Eigenschaften, die dafür benötigt werden.
Methylorange als “Plattmacher”
Eine Form des Nanogoldes haben nun Sunjie Ye von der University of Leeds und seine Kollegen hergestellt. Sie entwickelten eine Methode, mit der Goldfilme von nur zwei Atomlagen Dicke erzeugt werden können – das ist dünner als jede andere Nanogold-Folie zuvor. “2D-Nanomaterialien mit nur einer oder wenigen Atomlagen Dicke, wie beispielsweise Graphen, haben ein enormes Interesse geweckt”, erklären die Forscher. “Denn aus ihrer verringerten Dimensionalität erwachsen einzigartige elektronische, mechanische und oberflächenspezifische Eigenschaften.” Besonders begehrt sind dabei Ultradünnfilme, die nicht flach auf einem Substrat aufliegen, sondern freistehenden sind, denn dadurch wird noch mehr von ihrer katalytisch aktiven Oberfläche verfügbar. Das Problem ist allerdings die Produktion solcher freistehender 2D-Gebilde. Denn für das Material ist es meist energetisch günstiger, sich zu dichteren Klumpen zusammenzuballen, statt flache Folien zu bilden.
Ye und sein Team haben nun jedoch ein Verfahren entwickelt, das dieses Zusammenballen verhindert und ultradünne Goldschnipsel entstehen lässt. Dafür stellten sie zuerst eine wässrige Lösung von Tetrachlorogoldsäure (HAuCl4) und Natriumcitrat her, die sie dann nach und nach zu Methylorange dazu gaben. Diese Substanz fungierte als “Plattmacher”, wie die Forscher erklären: Die flache, ringförmige Struktur dieser Kohlenwasserstoffverbindung hindert das Gold daran, Klumpen zu bilden und begünstigt stattdessen die Bildung flacher Folien. Die Gold-Methylorange-Lösung wurde zwölf Stunden lang ungestört bei Raumtemperatur stehengelassen, bevor die Forscher alle festen Komponenten durch Zentrifugation von der Flüssigkeit trennten. Das Pellt aus Festoffen lösten sie dann erneut in Wasser. Das Ergebnis war eine grünlich-blaue Flüssigkeit, in der unzählige ultradünne Goldfolienstückchen umherschwimmen. “Diese Dispersion bleibt unter Raumbedingungen mehr als 15 Monate lang stabil”, berichten Ye und sein Team.
